東大，SiC上の絶縁膜を理想に近づける改質手法を開発

東京大学は，次世代のパワーデバイス材料として期待されるシリコンカーバイド（SiC）上に形成される絶縁膜材料との間の「界面欠陥」を大幅に低減し，理想性能に近づける新しい改質手法を開発した（ニュースリリース）。

エネルギー利用の高効率化への期待が高まる中，パワーデバイスは多くの用途で電力損失を大きく低減できると期待されている。また，従来の半導体材料（シリコン）を用いたパワーデバイスによる電力の利用効率は限界に近づいているが，SiCは，大幅な低電力損失での制御・動作が可能であり，加えて機器の小型化，低コスト化，高電圧機器への適用が実現できるなど，次世代パワーデバイスの理想的な材料として期待されている。

しかし，SiCを用いてパワーデバイスのトランジスタを作成しても，現状では電気抵抗が大きい，動作信頼性が低いなどの課題が生じており，その原因であるSiCと，その表面に形成されるゲート絶縁膜材料（二酸化ケイ素・SiO₂）との間の「界面欠陥」を減らすことが求められていた。

研究チームは，ゲート絶縁膜を形成する際に欠陥を生じるSiC由来の副生炭素を一酸化炭素（CO，気体）として排出する反応条件を用いることで，界面欠陥を大幅に低減できることを発見した。そしてデバイス素子のモデル構造を試作し，界面状況を観察した結果，欠陥（界面欠陥準位密度）が世界最小値（10¹¹cm－²eV－¹以下）へ低減できることを実証した。

この手法は，窒素系ガスを添加するなどの付加的プロセスなしに，極めて高い品質の界面を実現したものであり，各種産業における利用が期待される手法と考えられる。この手法により，長期安定性も含めたSiCパワーデバイスの性能向上と普及が可能となり「エネルギーの高効率利用」への貢献が期待できるとしている。